2002 Fiscal Year Annual Research Report
Fe_2VAl系金属間化合物における擬ギャップ電子状態と熱電特性との相関
Project/Area Number |
13450258
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Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
曽田 一雄 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70154705)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 政彦 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (70222429)
八木 伸也 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (20284226)
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Keywords | Fe_2VAl系金属間化合物 / 擬ギャップ / 電子状態 / 熱電特性 / 光電子分光 |
Research Abstract |
本研究の目的は、フェルミ準位を挟んで鋭い擬ギャップを持つと理論的に予測され、特異な電気伝導現象と大きな熱起電力を示すことが最近報告されたホイスラー型Fe_2VAl系金属間化合物について、光電子分光と逆光電子分光を併用してその占有・非占有電子状態を共に測定し、この物質の電気伝導機構に関わるフェルミ準位近傍の電子状態と熱電特性の関係を実験的に明らかにすることである。これにより、この合金系が示す特異な電気伝導現象の発現機構を解明し、熱電特性向上のための新しい指針を確立する。 昨年度は、Fe_2VAlとこれよりAl組成をずらした(Fe_<2/3>V_<1/3>)_<100-y>Al_yの光電子分光測定を行い、擬ギャップの存在と擬ギャップとフェルミ準位の位置関係がこの合金系の熱起電力の大きさと符号に関与していることを初めて実験的に示した。今年度は、V組成が化学量論的組成からずれたFe_<2-x>V_<1+x>Alおよび第4元素を添加したFe_2VAl_<1-Z>Si_zについて調べた。その結果によると、Fe_2VAl_<1-Z>Si_Zのスペクトルは、Si組成に対して(Fe_<2/3>V_<1/3>)_<100-y>Al_y同様、擬ギャップをもつ半金属的電子構造から予測されるrigid band的な変化を示すが、Fe_<2-x>V_<1+x>Alでは、V組成に対する遷移金属dバンドの変化やフェルミ準位での強度変化がrigid band modelでは説明されない。この相違は、FeおよびVがAlやSiとは異なりフェルミ準位近傍にd電子状態を持つことによると考えられる。一方、これは遷移金属組成を変化させた際に見られる電気抵抗増大の一因であると考えられる。 本研究の結果、ホイスラー型Fe_2VAl系金属間化合物では、僅かな組成制御によるフェルミ準位制御でp型あるいはn型の大きな熱電能を得ることができるが、熱電特性向上にはフェルミ準位近傍のd電子状態の制御が重要であると示唆される。
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Research Products
(1 results)